本文選題：采氣管柱　切入點：力學(xué)分析　出處：《東北石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：當前我國主力油田采油工藝已漸漸朝細分層、小卡距發(fā)展,同時采油工藝也逐步發(fā)展至高溫、高壓地層以及深井、超深井、熱采井等,油井管是石油勘探開發(fā)所必須的重要物資和器材,可以說石油工業(yè)勘探開發(fā)的過程就是大量使用和消耗油井管的過程。油管失效直接造成油田正常生產(chǎn)的中斷、設(shè)備損壞和油氣泄漏。因此,對采氣油管柱開展力學(xué)行為分析及油套管螺紋接箍受力分析,對于保障氣井正常生產(chǎn)有著重要意義。本文在查閱分析國內(nèi)外關(guān)于井下采氣管柱力學(xué)分析、理論計算的基礎(chǔ)上,針對井下采氣管柱進行了力學(xué)分析研究。本文使用有限元分析軟件對完井管柱力學(xué)特性進行分析,提出使用梁梁單元接觸、間隙元等有限元管柱力學(xué)分析方法,通過改變基本參數(shù)對不同工況管柱的受力進行分析,從而得出管柱在不同載荷時的受力及變形情況。同時,建立多封隔器管柱力學(xué)試驗臺,設(shè)計了試驗的結(jié)構(gòu),并基于試驗臺開展管柱力學(xué)試驗。針對建立的管柱力學(xué)理論,基于相似理論,在管柱力學(xué)試驗臺上開展管柱模型的力學(xué)行為試驗,將試驗結(jié)果與理論分析結(jié)果對比,最大相對誤差為5.1%,驗證了管柱力學(xué)計算模型的正確性。最后,針對壓裂前后,油田常用的FOX3 1/20螺紋油管接頭在受到拉壓載荷、內(nèi)外壓及彎曲載荷共同作用下的受力和密封性進行數(shù)值模擬研究,建立螺紋油管接頭的有限元法模型,簡化接頭在井下工作過程中所受載荷,計算出螺紋密封結(jié)構(gòu)在不同載荷下的應(yīng)力分布和變化規(guī)律和密封性能,為一體化采氣管柱的開發(fā)研制和實際應(yīng)用提供依據(jù)。
[Abstract]:At present, the oil production process of the main oil fields in our country has gradually developed towards subdivision layers and small spacing. At the same time, the oil production process has gradually developed into high temperature, high pressure formations, deep wells, ultra-deep wells, thermal recovery wells, etc. Oil well pipe is an important material and equipment necessary for oil exploration and development. It can be said that the process of exploration and development in petroleum industry is the process of using and consuming oil well tubing in large quantities, and the failure of oil well pipe directly results in the interruption of normal production in oil field. Equipment damage and oil and gas leakage. Therefore, the mechanical behavior analysis and casing thread coupling force analysis are carried out for the gas production tubing string, It is of great significance to ensure the normal production of gas wells. On the basis of consulting and analyzing the mechanics analysis and theoretical calculation of downhole gas production string at home and abroad, The mechanical analysis of downhole gas production string is carried out. In this paper, the mechanical characteristics of completion string are analyzed by using finite element analysis software, and the finite element mechanical analysis method such as beam beam element contact and gap element is put forward. By changing the basic parameters, the stress on the string under different working conditions is analyzed, and the stress and deformation of the string under different loads are obtained. At the same time, a multi-Packer pipe string mechanics test bench is established and the structure of the test is designed. According to the established theory of string mechanics and similarity theory, the mechanical behavior test of string model is carried out on the test bench, and the test results are compared with the theoretical analysis results. The maximum relative error is 5.1, which verifies the correctness of the mechanics calculation model of pipe string. Finally, the FOX3 1/20 threaded tubing joint is subjected to tension and compression load before and after fracturing. In this paper, numerical simulation of the force and sealing property under the combined action of internal and external pressure and bending load is carried out, and the finite element model of the threaded tubing joint is established, which simplifies the load of the joint in the working process of underground hole. The stress distribution, variation law and sealing performance of threaded seal structure under different loads are calculated, which provides a basis for the development and development of integrated gas production pipe string and its practical application.
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE931.2

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本文編號：1594862